Проблема загрязнения земель актуальна для многих промышленных регионов. Вблизи заводов и электростанций в почвах накапливаются тяжелые металлы, которые не разлагаются естественным путем и десятилетиями сохраняют токсичность. Они способны проникать в грунтовые воды, поглощаться растениями и по пищевым цепочкам попадать в организм человека, вызывая серьезные заболевания.
Одним из доступных способов очистки является использование биоугля — пористого материала, получаемого из сельскохозяйственных отходов, таких как солома или шелуха. Он действует как губка, впитывая и удерживая вредные элементы. Однако на сильно загрязненных участках эффективность обычного биоугля недостаточна из-за его ограниченной площади поверхности.
Ученые из Южного федерального университета совместно с коллегами из Узбекистана нашли способ усилить сорбционные свойства биоугля. Как рассказали в пресс-службе РНФ, они создали композитный материал, обработав биоуголь из пшеничной соломы наночастицами металл-органического каркаса, содержащего железо. В результате термической обработки на поверхности биоугля сформировался слой наночастиц, который увеличил рабочую площадь материала в шесть раз. Это значит, что у композита появилось значительно больше активных центров для захвата и удержания ионов металлов.
Эффективность новой разработки проверили на образцах чернозема, искусственно загрязненных тяжелыми металлами. Через полгода после внесения сорбента исследователи проанализировали состояние почвы. Оказалось, что модифицированный биоуголь значительно активнее переводит токсичные элементы в безопасные, неподвижные формы. Количество подвижного, а значит, наиболее опасного кадмия снизилось на 24-32%, свинца — на 8-12%, а меди и цинка — на 7-11%. Для сравнения, обычный биоуголь без добавок справился с этой задачей примерно в два раза хуже.
Предложенный материал эффективен даже при низких дозировках — достаточно внести его в количестве 1-2% от массы почвы. Это делает технологию экономически выгоднее дорогостоящего снятия и вывоза грунта на полигоны. Разработка позволит эффективно восстанавливать почвы промышленных зон, городских территорий и сельскохозяйственных угодий. В дальнейшем мы будем работать над тем, чтобы адаптировать технологию под разные типы почв — от черноземов до песчаных грунтов, а также под различные климатические условия
Результаты исследования опубликованы в журнале Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management. Новая методика открывает перспективы для более эффективного и бюджетного восстановления земель в промышленных регионах России, снижая риски попадания токсинов в живые организмы.
Ранее Наука Mail рассказывала, что в МГУ нашли способ защитить почвы от перегрева.
